Рис. 2.1. Схема взаимодействия DirectX и аппаратной части устройства

На момент написания статьи работать с мобильными устройствами на базе Windows Mobile 5.0 можно в основном с языком программирования С++.
В Visual Studio 2005 есть инструменты и для работы с С# и .NET платформой, но это еще не основной подход в реализации мобильных приложений, поскольку для работы таких приложений в Windows Mobile 5.0 необходимо установить .NET Compact Framework. По заявлениям Microsoft, в новой операционной системе Windows Mobile 6.0 .NET Compact Framework будет встроен в систему.

Рис. 2.2. Взаимодействия XNA с аппаратной частью устройства

Как видно из рис. 2.2, схема работы XNA Framework напоминает схему работы
с DirectX, но в основе библиотеки XNA лежат другие компоненты и механизмы
взаимодействия с аппаратной частью устройства. На рисунке также видно, что вся платформа XNA Framework состоит из трех уровней абстракции, через которые программа обращается к системе.
* Игра – это самый высокий уровень абстракции, включающий в себя исход-
ный код игры, различные игровые данные и компоненты. Это все то, что вы
пишите и создаете сами лично.
* Расширенный каркас (Extended Framework) – расширенный каркас системных высокоуровневых классов содержит простые механизмы для рабо-ты с загрузкой моделей, текстур и других графических элементов. В состав этого каркаса входят Application Model и Content Pipeline. Со време нем
эта часть библиотеки может пополняться новыми компонентами, что позволит еще больше упростить создание игр. Методы, классы, структуры
этого уровня абстракции можно смело использовать в своих программах.
* Основной каркас (Core Framework) – основной каркас библиотеки содержит в себе ядро платформы XNA Framework и обеспечивает базовые механизмы работы всей библиотеки в целом. Этот уровень абстракции содержит несколько основных классов, таких как Graphics, Math, Input, Audio и Storage. Все классы упрощают работу соответственно с графикой, звуком, устройствами ввода информации, математическими операциями и с данными для записи или чтения их с файловой системы. Классы этого уровня вам также будут доступны в полном объеме. Со временем эта часть библиотеки может пополняться новыми компонентами.
* Платформа (Platform) – это самый нижний и независимый уровень абстракции, или набор классов, осуществляющий обращение непосредственно к аппаратной части устройства. Доступ к компонентам этого уровня у программиста есть, но если их использовать, то это значительно сузит портирование созданного приложения на другие платформы. Более того, не рекомендуется использовать прямое обращение исходного кода игры к прослойке этих компонентов, и по большому счету ваша игра даже не должна подозревать об этом уровне абстракции. В состав этой прослойки входят DirectX, XACT, XInput и XContent.

Подводя промежуточный итог обзора платформы XNA Framework, можно констатировать, что механизмы работы как DirectX, так и XNA Framework с аппаратной частью устройства почти одинаковы, но внутренние особенности обеих библиотек значительно отличаются друг от друга, и сейчас мы поговорим об этом более подробно.

//=========================================================================
///

/// Листинг 2.1
/// Исходный код к книге:
/// «Программирование игр для приставки Xbox 360 в XNA Game Studio Express»
/// Автор книги: Горнаков С. Г.
/// Класс: Game1
/// Простой шаблонный проект
///

//=========================================================================
#region Using Statements
using System;
using System.Collections.Generic;
using Microsoft.Xna.Framework;
using Microsoft.Xna.Framework.Audio;
using Microsoft.Xna.Framework.Content;
using Microsoft.Xna.Framework.Graphics;
using Microsoft.Xna.Framework.Input;
using Microsoft.Xna.Framework.Storage;
#endregion
namespace WindowsGame1
{
///

/// Это шаблон вашей игры
///

public class Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game
{
GraphicsDeviceManager graphics;
ContentManager content;
public Game1()
{
graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
content = new ContentManager(Services);
}
///

/// Этот метод предназначен для инициализации различных игровых данных
/// Здесь можно задавать первичные состояния игровым компонентам,
/// но здесь нельзя загружать график, этот метод предназначен только для
/// инициализации первичных игровых состояний
///

protected override void Initialize()
{
// Добавьте здесь код инициализации данных
base.Initialize();
}
///

/// Этот метод предназначен для загрузки графической составляющей в игру
///

protected override void LoadGraphicsContent(bool loadAllContent)
{
if(loadAllContent)
{
// Здесь происходит загрузка компонентов в игру
}
}
///

/// Метод для освобождения захваченных системой ресурсов
/// Этот метод автоматически выгружает загруженные компоненты
/// при выходе или закрытии игры
///

protected override void UnloadGraphicsContent(bool unloadAllContent)
{
if (unloadAllContent == true)
{
content.Unload();
}
}
///

/// Здесь происходит обновление состояния игровых объектов, логики, звука,
/// получение событий с устройств ввода и так далее
///

protected override void Update(GameTime gameTime)
{
// Обработка событий, получаемых с джойстика
if(GamePad.GetState(PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed)
this.Exit();
// Добавьте свой код для обновления состояния игровых объектов
// Это таймер
base.Update(gameTime);
}
///

/// Рендиринг сцены, или вывод на экран графики
///

protected override void Draw(GameTime gameTime)
{
graphics.GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
// Добавьте здесь свой код
base.Draw(gameTime);
}
}
}

Класс Game1 описан в файле с расширением *.cs (Game1.cs). Расширение
в данном случае указывает на то, что используется язык программирования С#.
Весь исходный код создан шаблоном, а перевод комментариев на русский язык осуществлен в вольной форме.
Класс Game1.cs создал за нас полное игровое оконное приложение с методами для загрузки графической составляющей игры, инициализации данных, систему вывода сцены на экран, систему обновления состояния игры и даже обработку событий, получаемых с джойстика. Неплохо, не правда ли? Более подробно с классом Game1 мы познакомимся в следующих главах, когда начнем работать над игрой.

2.4.3. Компонент Content Pipeline

Одной из важнейших составляющих любой программы является графический и игровой контент, который включает в себя различные графические изображения (текстуры, спрайты…), звуковые файлы, модели и материалы. Если вспомнить методику загрузки графики в DirectX, то станет понятно, почему в XNA уделено этому большое внимание.
В DirectX, чтобы загрузить модель, приходилось писать десяток-другой строк
исходного кода! Более того, загружать можно было только определенные графические файлы, которые DirectX понимал. Для остальных моделей и изображений приходилось писать свои экспортеры или искать инструменты для конвертирования контента в необходимый формат данных.
Используя XNA Framework и Content Pipeline (Конвейер контента), который
входит в пространство имен Microsoft.Xna.Framework.Content, вам не нужно беспокоиться о том, в каком формате представлено изображение или модель. Вы просто пишите пару строк исходного кода, и ваш графический контент будет успешно загружен в игру внутренними средствами конвейера (в главе 6 мы подробно остановимся на этом вопросе).
Конвейер контента понимает следующие форматы:
* трехмерные модели – формат X и формат FBX. Формат Х – это всем известный Х-файл, или мэш. Формат FBX – относительно новый формат в игровой индустрии, продвигаемый компанией Autodesk, и поскольку эта же компания является создателем всем известного инструментария 3DMAX Studio, то сомнений в дальнейшем распространении этого формта нет. На сайте компании Autodesk можно бесплатно скачать плагин и
конвертер для преобразования сделанной модели в 3DMAX Studio до вер-
сии 8 в формат FBX. В 3DMAX Studio 9 все перечисленные средства встро-
ены по умолчанию;
* графические изображения – поддержаны наиболее распространенные
графические форматы DDS, BMP, JPG, PNG и TGA;
* материал – имеется поддержка формата FX, или формата шейдеров;
* аудиоформат – осуществлена поддержка работы с проектами, созданными при помощи XACT. Подробно о самом формате и загрузке в игру звуковых данных вы узнаете в главе 13.
Как видите, список поддерживаемых форматов достаточно большой и внушительный, но главное – это простота загрузки, например текстуры или модели в игру. Посмотрите на пример двух строк исходного кода, загружающих в про-грамму графическое изображение и модель.

private Model myBoll;
…
mySprite = content.Load(«sprite»)
myBoll = content.Load(«boll»);

В последних двух строках этого блока кода мы загрузили в программу из корневого каталога проекта графическое изображение и модель (для дополнительной или вложенной папки используется следующая запись: «Имя_папки\\boll»). Вот и все, теперь вы можете использовать загруженные элементы для вывода на экран телевизора (о том, как это сделать, в следующих главах).
Если представить себе абстрактно внутренний принцип работы Content Pipeline и то, как происходит загрузка контента в игру и его преобразование, то можно прейти к следующей схеме (рис. 2.3). Как видно из этого рисунка, весь игровой контент проходит через конвейер импорта и преобразования данных, после чего на выходе в проекте получаются файлы со специфическим расширением XNB и XACT для звуковых данных. На этапе запуска игры в игровом процессе принимают участие именно преобразованные файлы с расширением XNB и XACT. Все преобразования контента происходят внутренне, без вашего участия и на этапе компиляции проекта в Visual C# Express.

Рис. 2.3. Работа Content Pipeline в XNA Framework

2.4.4. Компонент Graphics

Графическая часть библиотеки Microsoft.Xna.Framework.Graphics основана на принципе работы библиотеки DirectX. Подход в реализации программ при помощи графического конвейера XNA Framework полностью исключает работу с фиксированным конвейером, присущим всем программам с использованием DirectX и ниже. Как вы помните, DirectX до последних девятой и десятой версий имел два конвейера – фиксированный и программируемый. Второй конвейер характерен тем, что все работы с вершинами объектов, пикселями текстур, материалом, светом, матрицами происходили посредством шейдеров. Тогда как в фиксированном конвейере можно было не использовать шейдеры.
В XNA Framework используются только программируемый конвейер и шейдеры. Все операции со светом, материалом, матрицами, текстурами и т. д. необходимо производить лишь через шейдеры. В связи с этим в XNA Framework предусмотрены два разных класса: BasicEffect и Effect.
Первый класс BasicEffect позволяет не писать и не использовать код шейдера, или, в крайнем случае, не писать супермощные шейдерные программы. Тогда все вышеперечисленные операции будут выполняться в простом штатном режиме, а система сама будет обрабатывать данные с внутренними значениями по умолчанию. Такой подход позволяет создавать игры не только профессиональным, но и начинающим программистам.
Второй класс Effect представляет полный спектр возможностей по работе с шейдерами всех трех версий. По умолчанию применяется вторая и выше версия шейдеров, при желании можно использовать и первую версию шейдеров, но только для компьютерных систем. Приставка Xbox 360 работает со второй и выше версиями шейдеров.

2.4.5. Компонент Math

Как видно из названия компонента, эта библиотека предназначена для работы с математическими операциями. Компонент Math входит в пространство имен Microsoft.Xna.Framework и содержит большое количество классов, структур и методов для работы с векторными данными, матрицами, операциями по трансформации, переносу, преобразованию и т. д. В качестве основной системы координат в XNA Framework применяется правосторонняя система координат, но об этом мы поговорим подробно в третьей части книги.

2.4.6. Компонент Input

Компонент Input принадлежит к пространству имен Microsoft.Xna. Framework.Input и является, в свою очередь, надстройкой над XInput. Библиотека Input содержит набор инструментов для работы с устройствами ввода информации. К устройствам ввода информации традиционно причисляются клавиатура, мышь и джойстик. Клавиатура, мышь и джойстик повсеместно используются в компьютерных системах, и в играх в том числе. В консольной приставке Xbox 360 можно работать только с джойстиком и клавиатурой, причем джойстик – это основное устройство ввода данных. Клавиатура может применяться, но вряд ли она будет использоваться пользователями повсеместно. Поэтому при создании игр для Xbox 360 в качестве основного устройства лучше использовать джойстик.

2.4.7. Компонент Audio

Работа со звуком в XNA Framework построена на базе Microsoft Cross Platform
Audio Creation Tool, или просто XACT. С помощью этой утилиты или даже отдельной программы создаются специализированные звуковые проекты, которые затем при помощи компонента Audio загружают все звуковые данные в игру. Такой подход сделан намеренно, дабы иметь возможность работать со звуковыми данными вне зависимости от платформы, будь то компьютер или Xbox 360. Компонент Audio принадлежит к пространству имен Microsoft.Xna.Framework.Audio.

2.4.8. Компонент Storage

Компонент Storage, относящийся к пространству имен библиотеки Microsoft.
Xna.Framework.Storage, организует работу с файловой системой устройства.
Здесь доступен набор стандартных операций по записи и чтению данных, удалению, перезаписи и т. д. Это стандартный набор для любого устройства с файловой системой организации хранения данных, который может потребоваться в играх, например для сохранения игры или ее последующей загрузки.
На этом обзор общей составляющей XNA Framework завершен. Я думаю, что
смог убедить вас в том, что создавать игры стало действительно легче. В двух следующих главах мы рассмотрим инструментальные средства, которые нам понадобятся для написания исходного кода игр, а затем перейдем к созданию игр.

<< Назад

Далее>>